2020版高考物理(人教版)一轮复习课件：实验一 研究匀变速直线运动

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精品K12教育教学资料 实验一：研究匀变速直线运动

非选择题

1．(2017年广东广州高三检测)打点计时器接在50 Hz的交流电源上时，每隔________s打一个点．做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器，纸带上记录的点如图KS1­1所示，A、B、C、D、E为5个计数点，相邻两计数点间有4个点没标出．已知纸带与A点相近的一端跟小车相连，由此可知，小车的加速度大小为________m/s2，方向与小车运动方向__________(填“相同”或“相反”)；打C点时，小车的瞬时速度为________m/s.

图KS1­1

2．(2017年安徽合肥第一中学高三月考)利用如图KS1­2所示的装置，做“测定重力加速度”的实验时，在纸带上以某点开始为第一点取得连续清晰的6个点，并且测得第1点到第4点的距离为x1，第3点到第6点的距离为x2，设打点计时器所用的电源频率为f，则重力加速度的计算表达式为g＝_______________________________.

图KS1­2

3．(2016年贵州兴义八中高三月考)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50 Hz.在纸带上打出的点中，选出第1个计数点为O，然后每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染了，如图KS1­3所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：sA＝16.6 mm、sB＝126.5 mm、sD＝624.5 mm.由以上信息可以推知：

图KS1­3

(1)相邻两计数点的时间间隔t＝________s.

(2)打C点时物体的速度大小vC＝________m/s.

(3)物体的加速度大小a＝________(用sA、sB、sD和f表示)．

4．如图KS1­4所示的实验装置可以用来测量重力加速度g，方法是让“工”字形金属片自由下落通过光电门．“工”字形中间立柱长为h，上下两块挡光片A、B足够窄，宽度均为d，挡光时间由跟光电门相连的数字计时器记录下来．若下挡光片B通过光电门的时间为Δt1，上挡光片A通过光电门的时间为Δt2，则“工”字形金属片进入光电门时的速度v1＝________，离开光电门时的速度v2＝________，自由落体运动的加速度g＝______________.

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1 / 11 第1讲 描述直线运动的基本概念

➢ 教材知识梳理

一、质点

用来代替物体的________的点．质点是理想模型．

二、参考系

研究物体运动时，假定________、用作参考的物体．通常以________为参考系．

三、时刻和时间

1．时刻指的是某一瞬时，在时间轴上用一个________来表示，对应的是位置、瞬时速度、动能等状态量．

2．时间是两时刻的间隔，在时间轴上用一段________来表示，对应的是位移、路程、功等过程量．

四、路程和位移

1．路程指物体________的长度，它是标量．

2．位移是由初位置指向末位置的________，它是矢量．

五、速度

1．定义：物体运动________和所用时间的比值．定义式：v＝________．

2．方向：沿物体运动的方向，与________同向，是矢量．

六、加速度

1．定义：物体________和所用时间的比值．定义式：a＝________．

2．方向：与________一致，由F合的方向决定，而与v0、v的方向无关，是矢量．,

答案：一、有质量 二、不动 地面三、1.点 2.线段四、1 运动轨迹 2.有向线段五、1.位移 ΔxΔt

2.位移六、1.速度的变化量 ΔvΔt 2.Δv的方向

[思维辨析]

(1)参考系必须是静止的物体．( )

(2)做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程．( )

(3)平均速度的方向与位移方向相同．( )

(4)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向．( )

(5)甲的加速度a甲＝12 m/s2，乙的加速度a乙＝－15 m/s2，a甲＜a乙．( ) word 2 / 11 (6)物体的加速度增大，速度可能减小．( )

答案：(1)(×) (2)(×) (3)(√) (4)(√) (5)(√) (6)(√)

➢ 考点互动探究

考点一 质点、参考系、位移

1．(质点、参考系、位移)[2016·会昌中学模拟] 在中国海军护航编队“某某〞舰、“千岛湖〞舰护送下，“某某锦绣〞“银河〞等13艘货轮顺利抵达亚丁湾西部预定海域，此次护航总航程4500海里．假设所有船只运动速度相同，那么以下说法中正确的选项是( )

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K12教育资料（小初高学习） - 1 - 实验一 研究匀变速直线运动

[基本要求]

[数据处理]

1.利用逐差法求平均加速度：a1＝x4－x13T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T3，a＝a1＋a2＋a33.

2.利用平均速度求瞬时速度：vn＝xn＋xn＋12T＝dn＋1－dn－12T.

3.利用速度—时间图象求加速度：作出速度—时间图象，通过图象的斜率求物体的加速度.

[误差分析]

1.使用刻度尺测计数点的距离时有误差.

2.作v­t图象时出现作图误差.

3.电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同.

4.长木板粗糙程度不均匀，小车运动时加速度有变化造成误差.

[注意事项]

1.平行：纸带、细绳要和长木板平行. K12教育资料（小初高学习）

K12教育资料（小初高学习） - 2 - 2.靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置.

3.一先一后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断 开电源，后取下纸带.

4.减小误差：小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集.

5.纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点.

6.准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧.

考向1 对实验装置及误差的考查

[典例1] (2015·广东卷)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度.

(1)请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物 (填“靠近”或“远离”)计时器下端； ， ，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验.

(2)图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取

(填“b”或“c”)来计算重力加速度.在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和_________________________________.

实验一 研究匀变速直线运动

板块一 主干梳理·夯实基础

实验原理与操作

◆ 实验目的

1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。

2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx＝aT2)。

3．测定匀变速直线运动的加速度。

◆ 实验原理

1．打点计时器

(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。

(2)工作条件：电磁打点计时器，6 V以下交流电源；电火花计时器，220 V交流电源。

(3)处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1 s。

2．利用纸带判断物体运动性质的方法

(1)沿直线运动的物体，若相等时间内的位移相等，即x1＝x2＝x3＝„，则物体做匀速直线运动。

(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1，x2，x3，x4，„，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝„，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2。

3．速度、加速度的求解方法

(1)瞬时速度的求法

①“中间点”的瞬时速度：所谓中间点，是指该点两侧的数据是有效的，可以用来计算这一段的平均速度，如图甲中的第n点。根据匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这段位移上的平均速度求物体在某点的瞬时速度，即vn＝xn＋xn＋12T。

②“边缘点”的瞬时速度：所谓“边缘点”，是指该点的一侧没有可用的数据，或虽有数据，但是数据无效，如图乙中的A、F两点。“边缘点”的瞬时速度有以下几种求法：a.先求出加速度，然后根据vB＝vA＋aT求出A点瞬时速度；根据vF＝vE＋aT求出F点瞬时速度；b.根据匀变速直线运动在相等的时间内速度的变化量相等的特点，利用vB－vA＝vC－vB求出A点瞬时速度，同样，利用vF－vE＝vE－vD求出F点的瞬时速度；c.根据xAB＝vA＋vB2T。其中后一种方法最为简单。